熱を仕事に変える装置を熱機関という。 熱機関が高熱源から取りこんだ熱量をQ] [J],
利用されずに外部(低温の熱源)に捨てられる熱量をQ2[J] とする。このとき,その差
W=Q1 Q2 が仕事に変えられる。 ある蒸気機関の復水器 (冷却器)では,仕事をしたあと
に捨てられる 100℃の水蒸気を毎秒2.0kg ずつ100℃の水にもどしている。そして,この
復水をむだにせずに、 再び高温高圧の水蒸気へ加熱して蒸気機関を動かしている。 100℃の水
の蒸発熱は2.3×103J/g である。この蒸気機関の熱効率が15%であったとする。また, 重
TCA
力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。
(1) 仕事に変わることなく, 蒸気機関から外部の低熱源へ放出される熱量は毎秒何Jか。
(2)この蒸気機関は高熱源から毎秒何Jの熱を取り入れているか。